SU1291929A1 - Device for checking torque of nut setters - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к устройствам дл  сборки резьбовых соединений и может быть использовано в любой отрасли промьшшенности, где есть необходимость в механизации процесса завинчивани  крепежа. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  настройки на различные моменты зат жки. Устройство содержит двигатель 1, электромагнитную муфту 2, елThe invention relates to devices for assembling threaded connections and can be used in any industry where there is a need to mechanize the process of screwing in fasteners. The purpose of the invention is to expand the functionality of the device by providing tuning for various tightening moments. The device contains an engine 1, electromagnetic clutch 2, ate

Description

шпиндель 3 с рабочей головкой 4, редуктор 5, датчик 6 крут щего момента, катушку 7 возбуждени , компаратор 8, цифроаналоговый преобразователь 9, второй элемент И 10, генератор 11 импульсов , первый счетчик 12 импульсов, первый дешифратор 13, первый блок набора программы 14, четвертый элемент И 15, второй триггер 16, второй блокspindle 3 with working head 4, gearbox 5, torque sensor 6, excitation coil 7, comparator 8, digital-to-analog converter 9, second element 10, pulse generator 11, first pulse counter 12, first decoder 13, first program set block 14 , the fourth element And 15, the second trigger 16, the second block

1one

Изобретение относитс  к устройствам дл  сборки резьбовых соединений и может быть использовано в любой отрасли промьшшенности, где есть необходимость в механизации процесса за- винчивани  крепежа.The invention relates to devices for assembling threaded connections and can be used in any industry where there is a need for mechanization of the process of screwing in fasteners.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  настройки на различные моменты зат жки.The purpose of the invention is to enhance the functionality by providing customization for various tightening moments.

На фиг. приведена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы функционировани  устройства .FIG. shows the functional diagram of the device; 2 shows timing diagrams of the operation of the device.

Устройство содержит двигатель 1, электромагнитную муфту 2, передающую вращение двигател  1, шпиндель 3 с рабочей головкой 4, св занный с электромагнитной муфтой 2 посредством ре- дуктора 5, датчик 6 крут щего момен- та, установленный на шпиндель устройства , катушку 7 возбуждени  электромагнитной муфты, компаратор 8, цифро- аналоговый преобразователь 9, второй элемент И 10, генератор 11 импульсов, первый счетчик 12 импульсов, первый дешифратор 13, первый блок 14 набора программы, четвертый элемент И 15, второй триггер 16, второй блок 17 набора программы, п тый элемент И 18, первьш триггер 19, одновибратор 20, шестой элемент И 21, элемент НЕ 22, первый элемент И 23, ключ 24, блок 25 питани , второй счетчик 26 импульсов, третий элемент И 27, второй дешифра- тор 28, третий блок 29 набора программы .The device comprises an engine 1, an electromagnetic clutch 2 transmitting the rotation of the engine 1, a spindle 3 with a working head 4 connected to the electromagnetic clutch 2 by means of a reducer 5, a torque sensor 6 mounted on the device spindle, an excitation coil 7 couplings, comparator 8, digital-to-analog converter 9, second element I 10, pulse generator 11, first counter 12 pulses, first decoder 13, first block 14 of the program set, fourth element 15, the second trigger 16, second block 17 of the program,the first element 18, the first trigger 19, the one-shot 20, the sixth element 21, the element NOT 22, the first element 23, the key 24, the power supply unit 25, the second pulse counter 26, the third element 27, the second decoder 28, the third block 29 set of programs.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Рабочую головку 4 устанавливают на гайку (не- показана), включают двигаThe work head 4 is mounted on a nut (not shown), the engine is turned on.

набора программы 17, п тый элемент И 18, первый триггер 19, одновибра- тор 20, шестой элемент И 21, элемент НЕ 22, первый элемент И 23, ключ 24, блок питани  25, второй счетчик импульсов 26, третий элемент И 27, второй дешифратор 28, третий блок набора программы 29. Введение новых блоков и св зей позвол ет достичь поставленную цель. 2 ил.the program set 17, the fifth element And 18, the first trigger 19, the one-oscillator 20, the sixth element And 21, the element NOT 22, the first element And 23, the key 24, the power supply unit 25, the second pulse counter 26, the third element And 27, the second decoder 28, the third block of the set of program 29. The introduction of new blocks and links allows to achieve the goal. 2 Il.

00

5 0 5 5 0 5

5five

тель 1 и устройство контрол  (предварительно установленное в исходное состо ние ) .Tel 1 and control device (preset to the initial state).

После включени  устройства триггер 19 находитс  в нулевом состо нии, на его инверсном выходе - напр жение логической единицы, на выходе одновибра- тора 20 напр жение отсутствует, поэтому на выходе элемента НЕ 22 также напр жение логической единицы, услови  совпадени  дл  элемента И 23 выполн ютс  , на его выходе напр жение логической единицы, транзисторный ключ 24 открыт, катушка 7 возбуждени  электромагнитной муфты 2 подключена к блоку 25 питани , муфта 2 включена и передает вращение двигател  1 на рабочую головку 4 и начинаетс  холостое навинчивание гайки. IAfter switching on the device, the trigger 19 is in the zero state, at its inverse output there is a voltage of the logical unit, at the output of the one-oscillator 20 there is no voltage, therefore the output of the HE element 22 also has the voltage of the logical unit, The voltage of the logical unit at its output, the transistor switch 24 is open, the excitation coil 7 of the electromagnetic clutch 2 is connected to the power supply unit 25, the clutch 2 is turned on and transmits the rotation of the motor 1 to the operating head 4 and the idle speed starts Ivan nuts. I

Так как счетчик 12 импульсов находитс  в нулевом состо нии, то на выходе цифроансшогового преобразовател  9 напр жение отсутствует, напр жение отсутствует и на выходе датчика 6 крут щего момента, следовательно, на выходе кo fflapaтopa 8 напр жение логического нул , условие совпадени  дл  элемента И 10 не выполн етс  и выход генератора 11 отключен от счетного входа счетчика 12 импульсов. После соприкосновени  торца гайки с опорной поверхностью собираемого узла начинаетс  процесс зат жки гайки, момент на рабочей головке устройства начинает возрастать, следовательно, начинает возрастать напр жение, снимаемое с датчика 6 крут щего момента, компаратор 8 срабатывает, на его выходе по вл етс  напр жение логической единицы и генератор 11 оказываетс  подключенным к счетному входу счетчика 12 импульсов.. Счетчик 12 начинает заполн тьс  импульсами, следовательно , начинает возрастать напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател  9. Как только напр жение на выходе цифроаналогового преобразовател  9 превысит на величину одной ступени образцового напр жени , напр жение , снимаемое с выхода датчика 6 момента, компаратор 8 возвращаетс  в нулевое состо ние и отключает генератор 11 от счетного входа первого счетчика 12 импульсов. Таким образом , в каждый момент времени в первом счетчике 12 импульсов записано количество;импульсов, соответствующее величине крут щего момента на шпинделе устройства.Since the pulse counter 12 is in the zero state, there is no voltage at the output of the digital-amplification converter 9, there is no voltage at the output of the torque sensor 6, therefore, the output of the logic switch 8 of the logic zero, the condition of the element And 10 is not executed and the output of the generator 11 is disconnected from the counting input of the pulse counter 12. After the nut face comes in contact with the bearing surface of the assembly, the nut tightening process begins, the torque on the device head begins to increase, therefore, the voltage removed from the torque sensor 6 begins, the comparator 8 is activated, and a voltage appears at its output the logical unit and the generator 11 is connected to the counting input of the pulse counter 12. The counter 12 begins to fill with the pulses, therefore, the voltage at the output of the digital-analogue converter begins to increase The transmitter 9. As soon as the voltage at the output of the D / A converter 9 exceeds the value of one step of the reference voltage, the voltage taken from the output of the moment sensor 6, the comparator 8 returns to zero and disconnects the generator 11 from the counting input of the first counter 12 pulses. Thus, at each moment of time, in the first counter of 12 pulses, the number of pulses is recorded, which corresponds to the torque value on the device spindle.

Выходы счетчика 12 импульсов через первый дешифратор 13 соединены с входами блоков 14 и 17 набора программы , которые могут быть реализованы на программньк переключател х. При помощи блока 14 набора програм30The outputs of the counter 12 pulses through the first decoder 13 are connected to the inputs of blocks 14 and 17 of the program set, which can be implemented on software switches. Using block 14 of the program30 set

мы задаетс  код величины момента пер-25 цифроаналогового преобразовател  9, воначальной зат жки, котора  устанавливаетс  в пределах 0,6-0,75 величины требуемого момента зат жки, а при помощи блока 17 набора программы задаетс  код величины требуемого момента зат жки. При совпадении кода на выходе счетчика 12 импульсов с кодом , набранным в блоке 14, на выходе элемента И 15 по вл етс  напр жение логической единицы, которым триггер счетчика 26 импульсов, на выходе эле- 16 устанавливаетс  в единичное состо- мента И 21 по вл етс  напр жение ло-  ние, условие совпадени  дл  элемента И 27 начинает выполн тьс  и счетный вход счетчика 26 импульсор подключаетс  к выходу элемента И i О. Это приводит к тому, что счетчик 26 импульсов синхронно со счетчиком 12 начинает заполн ть импульсами генератор 11. Выходы счетчика 27 импульсов через дешифратор 29 соединены с входами блока набора программы 29 (который может быть также реализован на программном переключателе), которым задаетс  код величины приращени  момента на каждом из этапов зат жки (вели-50 несколько частичных зат жек, чина приращени  момента устанавлива- При достижении моментом на рабочей етс  в пределах 0,6-0,75 величины головке 4 величины требуемого знача- пол  допуска требуемого момента за- ни  код на -выходе 12 импульсов совпа- т жки).дает с кодом, набранным на блоке°наПри совпадении кода счетчика 26 с 55 бора программы, на выходе элементаWe set the code value of the torque of the transducer 25 digital-to-analog converter 9, initially tightening, which is set within 0.6-0.75 of the value of the required tightening torque, and using the program set block 17 sets the code of the value of the required tightening torque. When the code at the output of the pulse counter 12 coincides with the code dialed in block 14, the voltage of the logical unit appears at the output of the element 15 and the trigger of the pulse counter 26 at the output of the element 16 is set to the state of 21 The voltage is applied, the coincidence condition for the element AND 27 starts to run, and the counting input of the counter 26 pulses is connected to the output of the element I i O. This causes the pulse counter 26 to synchronize with the counter 12 begins to pulse the generator 11. Counter outputs 27 impulses owls through a decoder 29 are connected to the inputs of a block of program set 29 (which can also be implemented on a software switch), which sets the code for the magnitude of the moment increment at each of the stages of pulling (several 50 times as large as 50, the moment increment order is set- the moment on the working in the range of 0.6-0.75 magnitude of the head 4 the magnitude of the required tolerance value of the required moment of entry, the code on the output of 12 pulses coincides with the code dialed on the unit °. counter 26 with 55 bur and the program output

срабатывает компаратор 8, условие совпадени  дл  элементов И 10 и 27 начинает выполн тьс  и на счетные входы счетчиков 12 и 26 начинают поступать импульсы генератора 11. Как только приращение момента в течение этого этапа зат жки достигнет установленной величины, код 29 блока набору про- граммы совпадает с кодом на выходеthe comparator 8 is triggered, the coincidence condition for the AND 10 and 27 elements starts to be fulfilled and the oscillator 11 pulses start to arrive at the counting inputs of counters 12 and 26. matches the exit code

гической единицы, которым осуществл етс  запуск одновиЬратора 20, импульсом которого отключаетс  электромаг- нитна  гуфта 2.unit that launches the oscillator 20, the pulse of which turns off the electromagnetic coupling 2.

После окончани  действи  импульса одновибратора 20 вновь производитс  частична  зат жка резьбового соединени , приращение момента при котором 45 определ етс  кодом, набранным на блоке 29 набора программы. Полную зат жку резьбового соединени  пууем установки кода приращени  момента блока набора программы можно провести заAfter the end of the action of the pulse of the one-shot 20, a partial tightening of the screw connection is again performed, the moment increment at which 45 is determined by the code dialed at block 29 of the program set. A full tightening of the threaded connection using the installation code of the moment increment of the program set block can be done in

4040

кодом, набранным в блоке 29, на выходе элемента И 21 по вл етс  напр жение логической единицы, которым осуществл етс  запуск одновибратора 20.The code typed in block 29 at the output of the element And 21 is the voltage of the logical unit, which is used to start the one-shot 20.

И 18 по вл етс  напр жение логической единицы, которым триггер 19 устанавливаетс  в единичное состо ние, условие совпадени  дл  элемента И 23 перестаНа выходе (-швибратора 20 по вл етс  импульс, длительность которого устанавливаетс  в пределах 0,1-0,3 с., условие совпадени  дл  элемента И 21And 18, the voltage of the logical unit appears, by which the trigger 19 is set to one state, the coincidence condition for the AND 23 switch element. At the output (-shvibrator 20 a pulse appears, the duration of which is set within 0.1-0.3 s. match condition for element and 21

перестает выполн тьс , транзисторный ключ 24 закрываетс  и отключает катушку 7 возбуждени  от блока 25 питани . Муфта 2 отключаетс  и шпиндель с рабочей головкой 4 останавливаетс .stops running, the transistor switch 24 closes and disconnects the drive coil 7 from the power supply unit 25. The clutch 2 is disconnected and the spindle with the working head 4 stops.

Импульс одновибратора 20 поступает также на установочный вход второго счетчика 26 импульсов и устанавливает его в нулевое состо ние.The one-shot pulse 20 also enters the installation input of the second pulse counter 26 and sets it to the zero state.

После окончани  действи  импульсаAfter the end of the pulse

одновибратора 20 условие совпадени  дл  элемента И 23 начинает выполн тьс , транзисторный ключ 24 открывает- с , производитс  включение муфты 2 и начинаетс  следующий зтап зат жки,the one-shot 20, the coincidence condition for the AND 23 element begins to be fulfilled, the transistor switch 24 opens-s, the coupling 2 is turned on and the next pull-up begins,

При достижении моментам на рабочей головке 4 величины момента предыдущей частичной зат жки напр жение, снимаемое с датчика 6 крут щего момента, становитс  больше напр жени  на выходеWhen the torques of the working head 4 reach the magnitude of the moment of the previous partial tightening, the voltage taken from the sensor 6 of the torque moment becomes greater than the output voltage

цифроаналогового преобразовател  9, счетчика 26 импульсов, на выходе эле- мента И 21 по вл етс  напр жение ло- несколько частичных зат жек, При достижении моментом на рабочей головке 4 величины требуемого знача- ни  код на -выходе 12 импульсов совпа- дает с кодом, набранным на блоке°насрабатывает компаратор 8, условие совпадени  дл  элементов И 10 и 27 начинает выполн тьс  и на счетные входы счетчиков 12 и 26 начинают поступать импульсы генератора 11. Как только приращение момента в течение этого этапа зат жки достигнет установленной величины, код 29 блока набору про- граммы совпадает с кодом на выходеa digital-to-analog converter 9, a pulse counter 26, at the output of the element I 21, a voltage of several partial taps appears. When the torque on the working head 4 does not exceed the required value, the code at the output-12 of the pulses coincides with the code The dialer 8 for the elements And 10 and 27 starts to run and the generator counters 12 and 26 begin to receive the generator pulses. As soon as the moment increment reaches this setpoint, the code 29 blocks of the program set coincides with the exit code

цифроаналогового преобразовател  9, счетчика 26 импульсов, на выходе эле- мента И 21 по вл етс  напр жение ло- несколько частичных зат жек, При достижении моментом на рабочей головке 4 величины требуемого знача- ни  код на -выходе 12 импульсов совпа- дает с кодом, набранным на блоке°нагической единицы, которым осуществл етс  запуск одновиЬратора 20, импульсом которого отключаетс  электромаг- нитна  гуфта 2.a digital-to-analog converter 9, a pulse counter 26, at the output of the element I 21, a voltage of several partial taps appears. When the torque on the working head 4 does not exceed the required value, the code at the output-12 of the pulses coincides with the code , recruited on the unit of the unit, with which the launch of the one-shot 20, the pulse of which turns off the electromagnetic coupling 2.

После окончани  действи  импульса одновибратора 20 вновь производитс  частична  зат жка резьбового соединени , приращение момента при котором определ етс  кодом, набранным на блоке 29 набора программы. Полную зат жку резьбового соединени  пууем установки кода приращени  момента блока набора программы можно провести заAfter the end of the action of the pulse of the one-shot 20, a partial tightening of the screw connection is again performed, the increment of the moment at which is determined by the code dialed at block 29 of the program set. A full tightening of the threaded connection using the installation code of the moment increment of the program set block can be done in

И 18 по вл етс  напр жение логической единицы, которым триггер 19 устанавливаетс  в единичное состо ние, условие совпадени  дл  элемента И 23 переста512And 18, the voltage of the logical unit appears, with which the trigger 19 is set to one state, the condition of coincidence for the And 23 overset element

ет вьшолн тьс , муфта 2 отключаетс  и зат жка заканчиваетс . Отключают двигатель 1 и устройство отвод т от собранного резьбового соединени .It is executed, the coupling 2 is disconnected and the tightening is completed. The motor 1 is disconnected and the device is retracted from the assembled threaded joint.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство контрол  крут щего момента гайковерта, содержащее компаратор , датчик крут щего момента,, установленный на шпинделе гайковерта, пер вый счетчик импульсов, подключенньш разр дными выходами к входам цифро- аналогового преобразовател , одновиб- ратор, соединенный выходом через элемент НЕ с первым входом первого элемента И, подключенного вторым входом к инверсному выходу первого триггера а выходом - к управл ющему входу ключа , св занного входом с первым выводом катушки возбутадени  гайковерта, а выходом - с первым выводом блока питани , подключенного вторым вьгво дом к второму вьтоду катупжи возбуждени  гайковерта, отлисчающе- е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства за счет обеспечени  настройки на различные моменты зат жки, введены второй счетчик импульсов, два дешифратора , три блока набора програм96The invention The wrench torque monitoring device containing a comparator, a torque sensor mounted on the wrench spindle, a first pulse counter connected to the digital-to-analog converter's outputs, a one-oscillator connected to the output through the element NOT to the first the input of the first element And connected by the second input to the inverse output of the first trigger and the output to the control input of the key connected to the first output of the coil of the wrench, and the output The first pin of the power supply connected by the second pin to the second pin of the exciter wrench is different because, in order to expand the functionality of the device by providing adjustment for different tightening moments, a second pulse counter, two decoders, three blocks are inserted recruitment program96 мы, п ть элементов И и генератор импульсов , подключенный выходом к первому входу второго элемента И, соединенного вторым входом с выходомwe, five And elements and a pulse generator connected by an output to the first input of the second And element connected by the second input to the output компаратора, а выходом - с первым вхоцом третьего элемента И и со счетным входом первого счетчика импульсов , подключенного разр дными выходами к входам первого дешифратора, св - занного выходами с входами первого и второго блоков набора программы, подключенных выходами к входам соответственно четвертого н п того элементов И, с о единенных выходами с единичными входами соответственно первого триггера и второго триггера, подключенного пр мым выходом к второму входу третьего элемента И, соединенного выходом со счетным входом второго счетчика импульсов, соединенного входом,, обнулени  с вьпсодом одновибратора, а разр дными выходами - с входом второго дешифратора, подключенного выходами к входам третье1;о блока программ , св занного выходами с входами шестого элемента И, подключенного выходом к входу одновибратора, причем первый и второй входы компаратора соединены соответственно с выходомthe comparator and the output with the first input of the third element I and with the counting input of the first pulse counter connected by bit outputs to the inputs of the first decoder connected by the outputs of the first and second blocks of the program set connected by the outputs to the inputs of the fourth n, respectively. elements And, with about uniform outputs with single inputs, respectively, of the first trigger and the second trigger, connected by a direct output to the second input of the third element And, connected by an output with a counting input of the second of a pulse maker connected by an input zero, to the one-shot extruder, and by bit outputs to the input of a second decoder connected by outputs to the inputs of the third; about the program block connected to the inputs of the sixth And element connected to the output of the single-vibration, the first and the second inputs of the comparator are connected respectively with the output датчика момента.torque sensor. мm «" Составитель Н, Горбунова Редактор В. Иванова Техред И.Попович Корректор О, Лугова Compiled by N. Gorbunova. Editor V. Ivanov. Tehred I.Popovich Proofreader O, Lugova Заказ 261/45Order 261/45 Тираж 864ПодписноеCirculation 864 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4